Ламповый аудио усилитель для наушников

В этой статье мастер-самодельщик представляет нам обзор на свой ламповый усилитель для наушников.

Для его изготовления он использовал следующие

Инструменты и материалы:
-3D-принтер;
-Филамент PETG или ABS;
-Лампа 12AU7;
-9-контактное гнездо для лампы;
-Внешняя звуковая карта USB;
-Аудиоразъем 3,5 мм;
-Потенциометр 50K;
-Плата печатная;
-Повышающий модуль MT3608;
-Ручка потенциометра;
-Операционный усилитель 4556;
-Светодиод 5 мм;
-Проволока;
-Паяльные принадлежности;
-Резисторы:
1M - 2 шт.
47K - 2 шт.
1K - 2 шт.
22R - 2 шт.
680R
Конденсаторы:
0,1 мкФ - 2 шт.
220 мкФ - 2 шт.


Шаг первый: дизайн и печать
Для проектирования корпуса аудиоусилителя мастер использовал программу Fusion 360. Корпус спроектирован так, чтобы он был как можно компактней и в то же время он должен защищать лампу.

Корпус состоит из трех печатных частей: основного корпуса, верхней части для лампы и задней крышки. Если использовать опоры, можно напечатать основной корпус и верхнюю часть для лампы как одно целое.

Мастер рекомендует печатать детали нитью PETG или ABS, поскольку лампа выделяют довольно много тепла.
настройки печати следующие:
Материал: Sunlu Black PETG
Скорость: 40 мм / с
Температура: 250 ° C
Диаметр сопла: 0.4mm

Ниже можно скачать файлы .stl, .3mf, а также файлы fusion 360, чтобы можно было их редактировать в соответствии со своими потребностями.
Hybrid Tube Preamp.f3d
Tube Amp Body.3mf
Tube Amp Cage.3mf
Tube Amp Lid.3mf
Bottom.stl
Lid.stl
Top.stl

Шаг второй: покраска
После печати нужно обработать заготовки. Сначала мастер шлифует их наждачной бумагой с зернистостью от 80 до 220 грит.
PLA и PETG немного сложно шлифовать, поэтому я иногда использую очень грубую бумагу с зернистостью 80, чтобы избавиться от дефектов, а затем просто снова шлифую с зернистостью 220.

Затем грунтует и окрашивает детали.

Шаг третий: схема
Лампа:
На триод подается фиксированное смещение током заряда сетки, протекающим через резистор номиналом 1 мегабайт.
Горячий катод всегда испускает некоторое количество электронов, у которых достаточно энергии, чтобы достичь сетки.
Сеточный резистор перекрывает путь тока между сеткой и катодом, так что сетка разряжается через резистор и, следуя закону Ома, создает отрицательное напряжение между сеткой и катодом.
Этот способ смещения работает для ламп, таких как 12AU7, 6DJ8, ECC88, 6922, 12AT7, 12AX7 и т. д.
Выходной конденсатор (C2):
Можно использовать электролитический конденсатор 220 мкФ для наушников с сопротивлением более 32 Ом или 470 мкФ, если наушники имеют сопротивление менее 32 Ом.
Резистор (R3):
Этот резистор должен быть примерно в 10 раз выше значения импеданса наушников плюс значение выходного резистора.
Выходной резистор (R4):
Выходной резистор должен быть от 22 до 150 Ом, в зависимости от того, какое конечное усиление должен иметь усилитель, поскольку выходной резистор вместе с импедансом наушников составляет делитель напряжения.
Как правило, выбирается низкое значение для наушников с высоким импедансом (> = 250 Ом) и высокое значение для наушников с низким импедансом (32 Ом).

Шаг четвертый: электроника
Подготовку электроники мастер начал с печатной платы, обрезав ее до таких размеров, чтобы она заходила в паз корпуса.
Производит монтаж платы согласно схемы. Разбирает корпус внешней звуковой карты и извлекает плату. Отсоединяет разъемы для наушников и микрофона. Припаивает два провода питания к контактам USB, как показано на рисунке, а также три провода от разъема для наушников. Три провода наушников будут подключаться к входу на печатной плате, а два провода питания будут припаяны к входу повышающего модуля. От него он припаял два положительных и два отрицательных провода, одна пара идёт к лампе, а другая пара - к плате.

На ламповом патроне он начал с добавления 5-миллиметрового провода к центральному контакту, который подключается к V + и заземлению нагревателей через резистор 680R.
Затем припаял провода к соответствующим контактам согласно со схемой.

Примечание
Во время тестирования схемы все работало, как и планировалось, но когда он попытался использовать устройство со своим старым ноутбуком, он не смог обеспечить достаточный ток для работы. Чтобы решить эту проблему, был добавлен дополнительный входной разъем питания на задней панели. Его можно подключить к источнику питания 5V 1А. Текущий дизайн должен нормально работать на устройствах с выходом USB C.

Шаг пятый: сборка
Сначала нужно приклеить гнездо для лампы. Затем устанавливает плату, потенциометр. Приклеивает звуковую карту к задней крышке. С помощью саморезов прикручивает крышку.

Теперь осталось только установить лампу.

Шаг шестой: тестирование ламп
Тестирование заключается в установке нескольких радиоламп (конечно при их наличии) и проверки лучшего звучания, в соответствии со своими предпочтениями.

Шаг седьмой: устранение неполадок
Самые распространенные неисправности.
Усилитель не включается:
Убедитесь, что все соединения правильно припаяны.
Проверьте монтаж платы согласно схемы.
Недостаточно мощности питания. Попробуйте другой порт USB или подключите дополнительное питание.
Одна сторона наушников не работает или потрескивает:
Убедитесь, что лампа правильно вставлена в гнездо.
Попробуйте другую лампу
Источник (Source)